天文望远镜目前能看到135亿光年外的星系,并且这个纪录可能在不久后还会被刷新。

除此之外,我们还发现了宇宙中许多奇特的天体,它们有着人类难以理解的特性,还有的天体和地球非常相像,生态环境十分宜居,如果以后地球不再适合人类生存,我们似乎不用担心该去往何处的问题。
但以上所有的探测活动,也只能基于望远镜来查看,换到能够实地勘察的探测器,我们甚至连太阳系都走不出去,比如目前行程最远的探测器是旅行者一号,它和地球的距离已经达到了235亿公里。
但太阳系的直径大约为2光年,按照这样的速度,旅行者一号还要17571年才能飞出太阳系。
如果不能在探测器的速度上取得巨大突破,人类将难以开展对宇宙的深空探测,未来的星际航行更是天方夜谭,即便我们有上万年的时间等待探测器到达目的地,探测器也会半路耗尽能源然后和地球失联。
人类不可能永远活动在太阳系,向更广阔的宇宙进发是未来的大势所趋,因此提升探测器的速度就成了当务之急,只有这样才能最大限度的节省时间和能源,随着科技的发展,科学家逐渐意识到,太空中就有源源不断的能量。
早在四百多年前,天文学家开普勒就曾设想过光能的利用,他发现彗星流浪在太阳周围时,彗尾始终是背向的太阳的,开普勒推测可能是太阳发出了某种能量,让彗星能源源不断的获得动力。
假如人类也能利用这种动力,星际航行岂不是会简单许多?

虽然我们现在知道彗星的飞行和太阳神秘的动力没有什么关联,但科学家确实发现了太阳的确存在一种能量,或许能帮助我们在太空中航行。
这种来自太阳的能量叫做光压,1784年时欧拉就提出了这个想法,不过直到1901年才由俄国物理学家列别捷夫首次测量出来,太阳会发光,这些光实际上由一个个光子组成,虽然它们的质量很小,但照射到物体时仍然会有推动力,会对物体表面产生光压。
我们在晒太阳时,也在不停的承受光压。
只不过人体面积比较小,一个成年人承受的光压仅有1毫克左右,考虑到空气阻力和其他因素,这点光压完全可以忽略不计,但如果有足够大的面积承载光压,并将它放到没有干扰的真空下,此时的推力可能就会大大增加。
基于以上原理,美国于2016年启动了"突破摄星"计划,该计划由著名物理学家霍金和其他几个科学家发起,并获得了美国宇航局的支持和赞助。
研究团队设想了一种质量仅为10克的宇宙飞船,大约只有指甲盖那么大,在飞船内部可以集成配置许多微小但高效的仪器,比如高分辨率相机和自动导航以及通讯设施,飞船的最大亮点在于外部的光帆,它用特殊的材料制成,厚度仅为几百个原子直径的大小。
飞船通过光帆承载光压来获得能量,当光帆完全展开时看上去就像船帆一样,只要受到光线照射就能获得能量持续加速,理论上来说几分钟左右就能加速到每秒数万公里,最终稳定在20%的光速。
按照这样的速度,只需要20年就能到达比邻星。

不过该计划前期所需资金达到了50多亿美元,而当时仅筹集了1亿美元,加上技术在实践方面尚处于起步阶段,最后随着霍金的去世该计划就暂停了。
这样的飞船在实践中还会有许多困难,比如有障碍物该如何规避?
光线在传播过程中的能量损耗也是巨大的,如何才能减少损耗?
以及当飞船处于深空没有光线的盲区时怎么和地球联络等等,其中任何一个问题都是目前难以解决的。
而NASA近日重启了该项目,他们计划研发一种衍射太阳帆,衍射太阳帆中会嵌入更加微小的光栅结构用以改变光线入射角度,从而改变光压最终的动力方向,来解决行进过程中规避障碍物的问题。
目前在该研究上已经投入了200万美元。
除了美国之外,我国和日本等多个国家也在同时开展相关研究,日本于2010年发射了耗资3500万英镑的伊卡洛斯号,它的光帆展开后直径为14米,厚度仅为7.5微米,相当于头发丝的十分之一。
总的来看,目前所有太阳光帆的研究都还尚处于起步阶段,未来要解决的困难还有许多。
不过只要脚踏实地的向前走,离目标就会慢慢近一些。
只不过,会不会提前多久,这个可能会看我国整个月球任务的进度情况,一般来说,从个人的角度来讲,应该就是在2029年左右进行,不太可能直接踩到线上来是吧,那下面我们就先看看着陆器的问题。
揽月着陆器要无人飞行:1次载荷不超50kg 对于揽月着陆器来说,其实这是我国月球计划之下最为核心的部分,因为要上月球,月球着陆器就是核心,它是带航天员,物资等上月球的关键。
按照我国针对揽月着陆器的设计来看,由登月舱和推进舱组成,主要用于环月轨道与月表间的航天员运输,可搭载2名航天员往返,并可携带月球车和科学载荷,是航天员驻月期间的月面生活中心、能源中心及数据中心。
只不过,这里大家看到2人不要误解,我国首次登月任务计划是3人前往月球,到月球表面是2人,这个要分开,这也说明了其中1人是在轨支持任务了。
所以,这一次我国发布的揽月着陆器进行无人飞行任务,那也说明了我国在正式“载人登月”前,要进行测试,确保各个航天器,火箭等系统的稳定性,这都是常态化的事情。
也就是借用这样的机会,我国推动一次无人上月球的测试,按照说明情况来看——这一次征集的载荷,单次任务搭载载荷总质量不超过50kg,总功耗一般不超过100W,这也说明了给出的空间还是较大,具体搭载什么,可能需要在后续公布了才知道。
所以,针对这一次任务来说,也是值得期待的,要进行无人飞行任务了,在无人飞行之后,必然也就会推动载人登月任务的执行,同时,要发射月面着陆器的话,我国登月火箭系统等方面的测试,也会到来,而且本身从方案来讲,我国是要利用2枚火箭来执行任务,那就是先采用两枚运载火箭分别将月面着陆器(“揽月”)和载人飞船(“梦舟”)送至地月转移轨道。
这说明了可以单独发射月面着陆器测试,但要测试整个系统的话,那肯定也是要进行梦舟飞船的发射测试才行,这还是组合体,具体的安排,就看我国后面航天中心公布了再看看。
中国2030年前登月,能更快吗? 的确,针对我国整个月球计划来说,一直都是说在2030年前登月,但是相对来说,快也不是没有可能的,我前面也说了,一般来说,在2029年左右的概率是最大的,因为在此前,我国深空探测实验室就给出了一个时间表,那就是在2029年-2030年前登月,这说明了最快还是有可能在2029年,只不过,这一切都是取决我国的整个月球计划的执行过程,只有执行了,才是确定性的。
而从如今的揽月着陆器的征集载荷问题来讲,其实也说明了我国很可能会加速推进了,可以说针对登月任务来说,提前进行测试,这完全也是可以理解的,毕竟测试就是最为核心的。
如果测试都没有问题,那下一步就可以进行载人登月,要是出现了一部分的问题,那还是可以进行相关性的调整,也是具有充足的时间,所以,其实节点还是足够了。
而且,我国在今年也宣布了要进行长征十号甲,梦舟一号飞船的测试,当下还没有给出明确的调整时间,要是整个都测试完成了,后续只需要进行升级测试就行了,毕竟这都是我国登月之下的先锋版。
同时,载人登月火箭依照初期的节点,也是在2027年进行测试,这些都是相互相的,那么,我们就等待时间的到来吧,我国反正也是多次对外公布了,载人登月稳定推进,那说明了一切都没有问题。
如果真的存在变化,我国肯定早就做好了说明准备,不会类似于要执行人了,临时进行任务的改变,大家完全可以放心,不排除我国更快的登月,至少在任务节点之下,都在加速推动之中,这就是趋势。
载人登月难不难? 对于载人登月来说,肯定是难得。
自从美国阿波罗计划之后,人类再也没有执行过载人登月,就算是美国重启载人登月任务——执行重返月球计划,美国也是面临各种困境,这不仅是烧钱的问题,还是技术上的问题,都是挑战性的。
当然,在载人登月的过程之中,也是推进人类走向深空的关键,所以,都进行。
那到底有多难? 如在执行载人登月任务的过程之中,对飞船要求有极强的变轨能力,因为登月舱要进行近月制动,其变轨速度大约在八九百米每秒,且要留相当的变轨能力从环月轨道返回月地转移轨道。
登月舱着陆月面和返回环月轨道的速度增量都接近两千米每秒,要实现这个速度,飞船一半以上的重量都是推进剂,而且还需要精确的测控能力,对地面具有动态观察能力,自主调整能力等等,这些都是任务之下的难题。
所以,如果很简单的话,世界上早就有很多国家都已经执行了载人登月任务了,也就是难,如今也没有看到多少国家突破,而且在阿波罗计划之后,当下也还没有谁完成过载人登月任务,这就是问题的根本。
那么,时间虽然紧张,但是在执行载人登月任务之下,我们必须确保每一次的任务都可以完美的执行,并且确保火箭,飞船等方面全面的稳定,具有安全性等之后,才会开启登月任务,前夕的无人测试就是确保的关键。
而我国这一次发布揽月着陆器要无人飞行,其实也就是其中测试的一部分,那么,我们期待早点到来,只要无人测试稳定了,那么载人登月的任务也就来了,这就是趋势。
五十年来,阿耳忒弥斯四号将首次把人类送上月球,这次是在月球南极。
宇航员必须小心防止微生物偷渡,以免污染研究样本。
美国国家航空航天局 某些耐寒微生物可能在月球上存活 先前的月球任务探索了月球赤道地区,那里强烈的紫外线辐射和昼夜巨大的温差使表面环境不适合生命存在。
但阿耳忒弥斯4号任务计划登陆月球南极,该区域独特的地形可能维持某些细菌和真菌存活,这意味着未来的任务应仔细考虑该区域污染的风险,研究人员在《科学进展》上报告称。
在月球两极,阳光以比赤道低得多的角度照射到月面,形成了永久阴影区,那里的温度可低至零下200摄氏度,且紫外线辐射极少。
美国宇航局戈达德太空飞行中心(位于马里兰州格林贝尔特)的有机地球化学家希瑟格雷厄姆表示,这种环境条件与冷冻干燥微生物(如面包酵母)所需的条件相差不大。
格雷厄姆及其在NASA的同事们研究了三种细菌和两种通常与人类相关的真菌。
这些微生物此前曾附着在航天服上、载荷舱内,甚至出现在国际空间站外部。
研究团队发现,这五种微生物在月球南极某些区域至少能存活24小时。
最耐久的微生物是黑曲霉菌,一种常见于浴室和热水器中的真菌。
这种真菌具有厚实的细胞壁,并且能够在休眠状态下修复DNA。
研究人员估计,在某些地区,黑曲霉菌能够存活一周以上。
但生存并不等于繁荣。
在这些条件下,这些微生物很可能无法繁殖或生长。
但即使死亡或处于休眠状态的微生物,也可能对月球研究构成威胁。
它们的蛋白质和其他化学特征仍会在月球表面的样本中显现,从而干扰测量结果。
研究的见解将为阿耳忒弥斯IV号及其他载人任务的去污程序提供依据。
格雷厄姆表示,火星比月球为微生物提供了更为适宜的环境,因此在火星上生命传播的风险会高得多。
越能高效实现月球上的清洁探索,我们在类似火星这样的目的地就将具备更优的准备条件。
相关知识(天文术语) 月球是地球唯一的天然卫星,距离地球约38万公里,表面布满环形山和月海。
它本身不发光,靠反射太阳光被我们看见。
月球对地球的潮汐有显著影响,并在人类探索太空的历史中扮演重要角色,是目前唯一有人类踏足的地外天体。
BY: Libby Riddle FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处